JP2024055760A - Valve device - Google Patents

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啓悟 鈴木
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Abstract

【課題】バルブシャフトに備えられる部品の取り扱いを容易にし、製造を容易にするバルブ装置を提供する。【解決手段】金属製のバルブシャフト10の端部に板状の駆動ギヤ15を備えるとともに、駆動ギヤ15にバルブシャフト10の回転角を検出するインダクティブセンサの被検出体21を備えたバルブ装置であって、駆動ギヤ15は、内側面において一部が露出した状態でインサート成形加工によって一体化された金属製のレバー部材33を有し、被検出体21は、駆動ギヤ15の外側面側にインサート成形加工によってレバー部材33とともに一体化され、レバー部材33及び被検出体21を含む駆動ギヤ15ギヤにおけるレバー部材33の露出部38とバルブシャフト10の端部と、を当接させて外穴39側から当接部の裏側をレーザ溶接して固定し、シャフトユニットが構成されている。【選択図】図7[Problem] To provide a valve device that facilitates the handling of parts provided on a valve shaft and facilitates manufacturing. [Solution] A valve device that includes a plate-shaped drive gear 15 at the end of a metal valve shaft 10, and a detection object 21 of an inductive sensor that detects the rotation angle of the valve shaft 10 on the drive gear 15, in which the drive gear 15 has a metal lever member 33 integrated with the drive gear 15 by insert molding with a portion exposed on the inner surface, and the detection object 21 is integrated with the lever member 33 on the outer surface side of the drive gear 15 by insert molding, and an exposed portion 38 of the lever member 33 of the drive gear 15 including the lever member 33 and the detection object 21 is brought into contact with the end of the valve shaft 10 and fixed by laser welding the back side of the abutment from the outer hole 39 side to form a shaft unit. [Selected Figure] Figure 7

Description

本発明は、インダクティブセンサにより回転角を検出するバルブ装置の回転角検出構造に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection structure for a valve device that detects the rotation angle using an inductive sensor.

スロットルバルブ等のバルブの多くには、開度を検出する開度センサが備えられている。開度センサとしては、例えばバルブシャフトの回転角(回転位置)を検出するインダクティブセンサ(非接触センサ)が使用されている。
インダクティブセンサは、例えばバルブシャフトに金属等の導電体からなる被検出体を備えるとともに、当該導電体に近接してセンサコイルを備え、センサコイルに電流を流して高周波磁界を生成し、当該磁界中を被検出体が移動することによって変化するセンサコイルのインダクタンスを検出して、バルブシャフトの回転角を検出する。
例えば特許文献1に記載されたバルブ装置では、インダクティブセンサの被検出体が金属の薄板で形成され、バルブシャフトに固定されるロータユニットに被検出体が組み付けられる構成になっている。
Many valves, such as a throttle valve, are equipped with an opening sensor that detects the opening of the valve. For example, an inductive sensor (non-contact sensor) that detects the rotation angle (rotational position) of the valve shaft is used as the opening sensor.
An inductive sensor has a detectable object made of a conductor such as metal on the valve shaft, and a sensor coil located close to the conductor. A current is passed through the sensor coil to generate a high-frequency magnetic field, and the inductance of the sensor coil, which changes as the detectable object moves through the magnetic field, is detected to detect the rotation angle of the valve shaft.
For example, in the valve device described in Patent Document 1, the detection object of the inductive sensor is formed from a thin metal plate, and the detection object is assembled to a rotor unit fixed to the valve shaft.

特開2017-173089号公報JP 2017-173089 A

しかしながら特許文献1のように、インダクティブセンサの被検出体は、薄板で形成された比較的小さな部品である場合が多い。したがって、被検出体をロータユニットに組付ける際に、被検出体が曲がったり破損したりしないように取り扱いに注意が必要であり、組み立ての手間がかかるといった問題点がある。また、部品として被検出体を保管する際にも破損しないように注意が必要であるといった問題点もある。 However, as in Patent Document 1, the object to be detected in an inductive sensor is often a relatively small part made of a thin plate. Therefore, when assembling the object to be detected to the rotor unit, care must be taken when handling it so that it is not bent or damaged, which creates the problem of laborious assembly. Another problem is that care must be taken when storing the object to be detected as a part so that it is not damaged.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、バルブシャフトに非接触センサの被検出体を備えたバルブ装置において、バルブシャフトに備えられる部品の取り扱いを容易にし、製造を容易にするバルブ装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a valve device that has a non-contact sensor detection object on the valve shaft, which makes it easier to handle the parts attached to the valve shaft and makes it easier to manufacture.

上記目的を達成するため、本発明のバルブ装置は、弁体を駆動する金属製のシャフトの端部に樹脂製で板状のギヤを備えるとともに、前記ギヤに前記シャフトの回転角を検出する非接触センサの被検出体を備えたバルブ装置であって、前記ギヤは、一側面において少なくとも一部が露出した状態でインサート成形加工によって一体化された金属製の支持部材を有し、前記被検出体は、前記ギヤの他側面側にインサート成形加工前記支持部材とともに前記ギヤと一体化され、前記インサート成形加工後の前記ギヤにおける前記支持部材の露出部と、前記シャフトの端部と、を溶接してシャフトユニットが構成されていることを特徴とする。 To achieve the above object, the valve device of the present invention is a valve device that includes a plastic plate-shaped gear at the end of a metal shaft that drives a valve body, and a detection object of a non-contact sensor that detects the rotation angle of the shaft on the gear, and the gear has a metal support member that is integrated by insert molding with at least a portion exposed on one side, and the detection object is integrated with the gear together with the support member by insert molding on the other side of the gear, and the exposed portion of the support member on the gear after the insert molding is welded to the end of the shaft to form a shaft unit.

好ましくは、前記ギヤは、前記支持部材の前記他側面側の少なくとも一部を露出させる露出穴を有し、前記支持部材の前記露出部と前記シャフトの端部とを当接させて、前記ギヤの前記他側面側から前記露出穴を通過させて前記支持部材の前記シャフトとの当接部分の裏側にレーザ光を照射して、前記支持部材と前記シャフトとが溶接されているとよい。 Preferably, the gear has an exposure hole that exposes at least a portion of the other side of the support member, and the exposed portion of the support member is brought into contact with the end of the shaft, and laser light is irradiated from the other side of the gear through the exposure hole to the back side of the abutting portion of the support member with the shaft, thereby welding the support member to the shaft.

好ましくは、前記被検出体は、前記露出穴の周囲を囲むように中空状に形成されているとよい。 Preferably, the object to be detected is hollow and surrounds the exposure hole.

好ましくは、前記ギヤには、前記シャフトの端部が軸線回りの任意の相対回転位置で挿入可能な挿入穴が備えられているとよい。 Preferably, the gear has an insertion hole into which the end of the shaft can be inserted at any relative rotational position around the axis.

好ましくは、前記バルブ装置は、内燃機関の吸気量を制御するスロットルバルブであるとよい。 Preferably, the valve device is a throttle valve that controls the amount of intake air into the internal combustion engine.

本発明のバルブ装置によれば、弁体を駆動するシャフトに備えられるギヤは、金属製の支持部材と非接触センサの被検出体を含むようにインサート成形加工される。そして、支持部材及び被検出体を含むギヤにおける支持部材の露出部と、シャフトの端部と、を溶接してシャフトユニットが構成されている。したがって、溶接前のギヤに非接触センサの被検出体がインサート成形加工によりあらかじめ含まれた部品になっているので、被検出体が小さいものであっても取扱いが容易になる。 According to the valve device of the present invention, the gear attached to the shaft that drives the valve body is insert molded to include a metallic support member and a detection object of the non-contact sensor. The shaft unit is then constructed by welding the exposed portion of the support member in the gear including the support member and the detection object to the end of the shaft. Therefore, since the detection object of the non-contact sensor is already included in the gear before welding by insert molding, handling is easy even if the detection object is small.

また、ギヤにおける支持部材の露出部と、シャフトの端部とを溶接することで、容易にシャフトユニットを製造することができる。 In addition, the shaft unit can be easily manufactured by welding the exposed portion of the support member in the gear to the end of the shaft.

本発明の一実施形態のバルブ装置の斜視図である。1 is a perspective view of a valve device according to an embodiment of the present invention; 本実施形態のバルブ装置の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the valve device according to the embodiment. バルブシャフトユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a valve shaft unit. バルブシャフトユニットにおける駆動ギヤの部品を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing components of a drive gear in a valve shaft unit. バルブシャフトユニットにおける駆動ギヤの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a drive gear in the valve shaft unit. バルブシャフトユニットにおける駆動ギヤとバルブシャフトの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a drive gear and a valve shaft in a valve shaft unit. 駆動ギヤとバルブシャフトの固定方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of fixing a drive gear and a valve shaft.

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態のバルブ装置1の斜視図である。図2は、本実施形態のバルブ装置1の縦断面図である。なお、図2は図1中に記載したA-A部の断面図である。 Figure 1 is a perspective view of a valve device 1 according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the valve device 1 according to this embodiment. Note that Figure 2 is a cross-sectional view of part A-A shown in Figure 1.

本発明の一実施形態のバルブ装置1は、例えばスロットルバルブであって、内燃機関の吸気通路に介装されて吸気量を制御する。 The valve device 1 of one embodiment of the present invention is, for example, a throttle valve, which is installed in the intake passage of an internal combustion engine to control the amount of intake air.

図1、2に示すように、バルブ装置1は、吸気通路の一部となる流体通路2が形成されたケーシング3に、電動モータ4と減速機5が備えられている。また、バルブ装置1には、流体通路2を開閉する弁体6と、ケーシング3に回転可能に支持され流体通路2を横断するように配置されたバルブシャフト10(シャフト)が備えられている。バルブシャフト10には弁体6が固定されている。 As shown in Figures 1 and 2, the valve device 1 is provided with an electric motor 4 and a reduction gear 5 in a casing 3 in which a fluid passage 2 that is part of the intake passage is formed. The valve device 1 also includes a valve body 6 that opens and closes the fluid passage 2, and a valve shaft 10 (shaft) that is rotatably supported by the casing 3 and disposed so as to cross the fluid passage 2. The valve body 6 is fixed to the valve shaft 10.

減速機5は、電動モータ4の出力軸に固定されたモータギヤ11と、ケーシング3に回転可能に支持された中間ギヤ12と、バルブシャフト10の一端部に固定された駆動ギヤ15(ギヤ)とによって構成され、電動モータ4からモータギヤ11、中間ギヤ12、駆動ギヤ15の順番に動力が伝達し、バルブシャフト10を回転駆動する。 The reduction gear 5 is composed of a motor gear 11 fixed to the output shaft of the electric motor 4, an intermediate gear 12 rotatably supported on the casing 3, and a drive gear 15 (gear) fixed to one end of the valve shaft 10. Power is transmitted from the electric motor 4 to the motor gear 11, intermediate gear 12, and drive gear 15 in that order, driving the valve shaft 10 to rotate.

バルブシャフト10の一端部近傍には、駆動ギヤ15に隣接してリターンスプリング16が備えられている。リターンスプリング16はバルブシャフト10の周囲を巻き回したねじりコイルばねであり、その一端部が駆動ギヤ15に係止され、他端部がケーシング3に係止されている。リターンスプリング16は、バルブシャフト10を一方の回転方向に付勢する。 A return spring 16 is provided adjacent to the drive gear 15 near one end of the valve shaft 10. The return spring 16 is a torsion coil spring wound around the valve shaft 10, with one end engaged with the drive gear 15 and the other end engaged with the casing 3. The return spring 16 biases the valve shaft 10 in one rotational direction.

ケーシング3には、駆動ギヤ15に当接する図示しない2個のストッパが備えられている。ストッパによってバルブシャフト10の回転角は、所定角度(例えば90度)の範囲内に制限される。 The casing 3 is provided with two stoppers (not shown) that abut against the drive gear 15. The stoppers limit the rotation angle of the valve shaft 10 to within a predetermined angle range (e.g., 90 degrees).

電動モータ4への非通電時には、バルブシャフト10はリターンスプリング16の付勢力によって回転して、弁体6により流体通路2が全閉(または全開)になる。電動モータ4へ通電することで、バルブシャフト10はリターンスプリング16の付勢力に抗して回転し、弁体6が回転することによって流体通路2を流れる吸気量を調整する。 When the electric motor 4 is not energized, the valve shaft 10 rotates due to the biasing force of the return spring 16, and the fluid passage 2 is fully closed (or fully opened) by the valve body 6. When the electric motor 4 is energized, the valve shaft 10 rotates against the biasing force of the return spring 16, and the rotation of the valve body 6 adjusts the amount of intake air flowing through the fluid passage 2.

バルブシャフト10の駆動ギヤ15側の一端部には、バルブシャフト10の回転角(回転位置)を検出するインダクティブセンサ20(非接触センサ)が備えられている。 An inductive sensor 20 (non-contact sensor) that detects the rotation angle (rotational position) of the valve shaft 10 is provided at one end of the valve shaft 10 on the drive gear 15 side.

インダクティブセンサ20は、駆動ギヤ15に備えられた金属製の被検出体21と、ケーシング3に固定され被検出体21に近接して向かいあうように配置されたセンサ本体部22を備えている。 The inductive sensor 20 comprises a metallic object to be detected 21 provided on the drive gear 15, and a sensor body 22 fixed to the casing 3 and positioned close to and facing the object to be detected 21.

インダクティブセンサ20のセンサ本体部22は、例えばセンサコイルを備え、当該センサコイルに電流を流して高周波磁界を生成し、当該磁界中を被検出体が移動することによって変化するセンサコイルのインダクタンスを検出して、バルブシャフト10の回転角を検出する。 The sensor body 22 of the inductive sensor 20 includes, for example, a sensor coil, and generates a high-frequency magnetic field by passing a current through the sensor coil. The inductance of the sensor coil changes as the object to be detected moves through the magnetic field, and thus the rotation angle of the valve shaft 10 is detected.

図3は、バルブシャフトユニット30の斜視図である。図4は、バルブシャフトユニット30における駆動ギヤ15の部品を示す図である。図5は、バルブシャフトユニット30における駆動ギヤ15の斜視図である。図6は、バルブシャフトユニット30における駆動ギヤ15とバルブシャフト10の斜視図である。図7は、駆動ギヤ15とバルブシャフト10との固定方法を示す説明図である。なお、図7は、駆動ギヤ15とバルブシャフト10との固定部分の縦断面図である。 Figure 3 is a perspective view of the valve shaft unit 30. Figure 4 is a diagram showing the components of the drive gear 15 in the valve shaft unit 30. Figure 5 is a perspective view of the drive gear 15 in the valve shaft unit 30. Figure 6 is a perspective view of the drive gear 15 and the valve shaft 10 in the valve shaft unit 30. Figure 7 is an explanatory diagram showing a method of fixing the drive gear 15 and the valve shaft 10. Note that Figure 7 is a vertical cross-sectional view of the fixed portion of the drive gear 15 and the valve shaft 10.

図3、4に示すように、バルブシャフトユニット30は、金属製であるバルブシャフト10と駆動ギヤ15とにより構成されている。また、駆動ギヤ15は、樹脂製のギヤ部31と、インダクティブセンサ20の被検出体21と、金属製のレバー部材33(支持部材)によって構成されている。 As shown in Figures 3 and 4, the valve shaft unit 30 is composed of a metallic valve shaft 10 and a drive gear 15. The drive gear 15 is composed of a resin gear portion 31, a detection object 21 of the inductive sensor 20, and a metallic lever member 33 (support member).

ギヤ部31は、樹脂で形成された略円板状の部品あって、外周端の略半分(略180度)に亘って歯車35(例えば平歯車)が形成されている。歯車35が形成された外周部の周方向両端には、ケーシング3に備えられた図示しないストッパに当接して回転を規制するストッパ当接面36が夫々備えられている。ギヤ部31の内側面(センサ本体部22と対向する面の反対側の面:本発明における一側面)の中心には、バルブシャフト10が挿入される円形のシャフト取付穴37(挿入穴)が備えられている(図2、6、7参照)。なお、シャフト取付穴37は、バルブシャフト10の外径よりも若干大径である。シャフト取付穴37の内部には、レバー部材33の中心部が露出している(図7に示す露出部38)。 The gear portion 31 is a substantially disk-shaped component made of resin, and a gear 35 (e.g., a spur gear) is formed over approximately half (approximately 180 degrees) of the outer periphery. At both circumferential ends of the outer periphery where the gear 35 is formed, a stopper abutment surface 36 is provided, which abuts against a stopper (not shown) provided on the casing 3 to restrict rotation. At the center of the inner surface of the gear portion 31 (the surface opposite to the surface facing the sensor main body 22: one side surface in the present invention), a circular shaft mounting hole 37 (insertion hole) into which the valve shaft 10 is inserted is provided (see Figures 2, 6, and 7). The shaft mounting hole 37 has a diameter slightly larger than the outer diameter of the valve shaft 10. Inside the shaft mounting hole 37, the center of the lever member 33 is exposed (exposed portion 38 shown in Figure 7).

ギヤ部31の外側面(センサ本体部22と対向する面:本発明における他側面)の中心には、シャフト取付穴37よりも小径かつバルブシャフト10よりも大径の外穴39(露出穴)が備えられている。外穴39及びシャフト取付穴37によってギヤ部31の中心が貫通されている。 The center of the outer surface of the gear portion 31 (the surface facing the sensor body 22: the other surface in the present invention) is provided with an outer hole 39 (exposed hole) that is smaller in diameter than the shaft mounting hole 37 and larger in diameter than the valve shaft 10. The center of the gear portion 31 is penetrated by the outer hole 39 and the shaft mounting hole 37.

被検出体21は、中央部を刳り貫いた薄板の略円板の形状であって、径方向に延びる6個の径方向部材40と、周方向に延びて径方向部材40の中心側の端部を連結する3本の内側周方向部材41と、周方向に延びて径方向部材40の外側の端部を連結する3本の外側周方向部材42と、を有している。径方向部材40、内側周方向部材41及び外側周方向部材42は、いずれも幅及び厚さが数mm程度である。径方向部材40は、周方向に等間隔で配置されており、1個おきに内側周方向部材41によって中心側の端部が連結されるとともに、内側周方向部材41とは周方向にずらして1個おきに外側周方向部材42によって外側の端部が連結されている。 The object to be detected 21 is a thin plate with a generally circular plate shape with a hollowed-out center, and has six radial members 40 extending in the radial direction, three inner circumferential members 41 extending in the circumferential direction to connect the ends of the radial members 40 on the center side, and three outer circumferential members 42 extending in the circumferential direction to connect the ends of the radial members 40 on the outer side. The radial members 40, the inner circumferential members 41, and the outer circumferential members 42 all have a width and thickness of about several mm. The radial members 40 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, with the ends on the center side of every other member being connected by the inner circumferential members 41, and the outer ends being connected by the outer circumferential members 42, which are offset in the circumferential direction from the inner circumferential members 41.

被検出体21は、ギヤ部31の外穴39側の外側面に、ギヤ部31の中心と同軸に配置されている。また、被検出体21の内側周方向部材41の径方向外側端面と、ギヤ部31の外穴39の縁部とは、径方向位置が略同一になっている。 The object to be detected 21 is disposed on the outer surface of the gear portion 31 on the outer hole 39 side, coaxially with the center of the gear portion 31. In addition, the radially outer end surface of the inner circumferential member 41 of the object to be detected 21 and the edge of the outer hole 39 of the gear portion 31 are located at approximately the same radial position.

ギヤ部31の外側面には、外側周方向部材42及び径方向部材40を収納する溝45が形成されている。 A groove 45 is formed on the outer surface of the gear portion 31 to accommodate the outer circumferential member 42 and the radial member 40.

レバー部材33は、金属製の平板形状であって、ギヤ部31の内部に埋没されている。レバー部材33は、中心にバルブシャフト10の外径よりも小さい円形の中心穴50が開いている。なお、バルブシャフト10の一端には、軸方向に突出する円柱状の凸部51が備えられており、この凸部51がレバー部材33の中心穴50に挿入される。レバー部材33の中心穴50は、被検出体21の内側周方向部材41の径方向内側端面よりも小径である。 The lever member 33 is a flat metal plate that is embedded inside the gear portion 31. The lever member 33 has a circular central hole 50 in the center that is smaller than the outer diameter of the valve shaft 10. One end of the valve shaft 10 is provided with a cylindrical protrusion 51 that protrudes in the axial direction, and this protrusion 51 is inserted into the central hole 50 of the lever member 33. The central hole 50 of the lever member 33 has a smaller diameter than the radially inner end face of the inner circumferential member 41 of the detection object 21.

また、レバー部材33には、中心穴50の周囲に円弧状に延びる円弧穴52が3個開いている。3個の円弧穴52は、被検出体21の内側周方向部材41と略同一の形状及び大きさであり、内側周方向部材41と略同一の径方向位置及び周方向位置に位置するように配置されている。 The lever member 33 also has three arc holes 52 that extend in an arc shape around the central hole 50. The three arc holes 52 have approximately the same shape and size as the inner circumferential member 41 of the object to be detected 21, and are arranged so as to be located at approximately the same radial and circumferential positions as the inner circumferential member 41.

図5に示すように、ギヤ部31、レバー部材33及び被検出体21はインサート成形加工によって一体化されて1個の部品である駆動ギヤ15になっている。金属製のレバー部材33及び被検出体21をインサート品として、樹脂によってギヤ部31が形成されている。即ち、ギヤ部31の樹脂成型が完了した時点でレバー部材33及び被検出体21が組み合わされている。 As shown in FIG. 5, the gear portion 31, lever member 33, and object to be detected 21 are integrated by insert molding to form a single component, the drive gear 15. The gear portion 31 is formed from resin, with the metal lever member 33 and object to be detected 21 as insert parts. In other words, the lever member 33 and object to be detected 21 are combined when the resin molding of the gear portion 31 is completed.

図6に示すように、レバー部材33及び被検出体21を含む駆動ギヤ15に対し、バルブシャフト10を固定して、バルブシャフトユニット30が製造される。 As shown in FIG. 6, the valve shaft 10 is fixed to the drive gear 15, which includes the lever member 33 and the object to be detected 21, to manufacture the valve shaft unit 30.

詳しくは、図7に示すように、駆動ギヤ15のギヤ部31のシャフト取付穴37にバルブシャフト10の一端部を挿入し、シャフト取付穴37から露出するレバー部材33の露出部38にバルブシャフト10の一端部を当接させるとともに、レバー部材33の中心穴50にバルブシャフト10の凸部51を挿入する。 More specifically, as shown in FIG. 7, one end of the valve shaft 10 is inserted into the shaft mounting hole 37 of the gear portion 31 of the drive gear 15, one end of the valve shaft 10 is abutted against the exposed portion 38 of the lever member 33 exposed from the shaft mounting hole 37, and the protrusion 51 of the valve shaft 10 is inserted into the center hole 50 of the lever member 33.

そして、図7中の矢印に示すように、駆動ギヤ15の外側面側から外穴39内に露出するレバー部材33にレーザ光を照射して、レバー部材33とバルブシャフト10とを溶接する。なお、レーザ光の照射位置は、バルブシャフト10の一端部とレバー部材33との当接面の裏側であり、このレーザ溶接によって凸部51の周囲を全周に亘って溶接してもよいし、円弧穴の内側の3か所を溶接してもよい。 7, a laser beam is applied to the lever member 33 exposed in the outer hole 39 from the outer surface side of the drive gear 15, to weld the lever member 33 and the valve shaft 10. The position of the laser beam is the back side of the contact surface between one end of the valve shaft 10 and the lever member 33. This laser welding may be performed around the entire circumference of the protrusion 51, or may be performed at three points on the inside of the arc hole.

これにより、レバー部材33及び被検出体21を含む駆動ギヤ15とバルブシャフト10とを有するバルブシャフトユニット30が製造される。 This produces a valve shaft unit 30 having a drive gear 15 including the lever member 33 and the object to be detected 21, and a valve shaft 10.

以上のように、本実施形態のバルブ装置1は、弁体6が固定されたバルブシャフト10の端部に電動モータ4から動力を伝達するために駆動ギヤ15が固定されている。 As described above, in the valve device 1 of this embodiment, the drive gear 15 is fixed to the end of the valve shaft 10 to which the valve body 6 is fixed in order to transmit power from the electric motor 4.

本実施形態では、駆動ギヤ15における樹脂製のギヤ部31の内部に、インサート成形加工により金属製のレバー部材33を有している。また、ギヤ部31には、インダクティブセンサ20の被検出体21が備えられている。被検出体21についても、ギヤ部31を製造する際にレバー部材33とともに内蔵される。したがって、レバー部材33及び被検出体21と一体となった駆動ギヤ15が部品として製造される。 In this embodiment, the drive gear 15 has a metal lever member 33 formed by insert molding inside the resin gear portion 31. The gear portion 31 is also provided with the detectable body 21 of the inductive sensor 20. The detectable body 21 is also built in together with the lever member 33 when the gear portion 31 is manufactured. Therefore, the drive gear 15 integrated with the lever member 33 and the detectable body 21 is manufactured as a part.

そして、レバー部材33及び被検出体21を有する駆動ギヤ15におけるレバー部材33と、バルブシャフト10の端部とをレーザ溶接によって固定することで、バルブシャフト10に駆動ギヤ15が固定されている。 The drive gear 15, which has the lever member 33 and the object to be detected 21, is fixed to the end of the valve shaft 10 by laser welding, thereby fixing the drive gear 15 to the valve shaft 10.

これにより、被検出体21を含んだ駆動ギヤ15を部品として製造してあらかじめ用意しておくことができる。被検出体21自体は小さな部品であるが、駆動ギヤ15にあらかじめ含んだ部品にすることで、取扱いが容易になる。そして、例えばバルブ装置1の組み立てにおいて、この被検出体21を含む駆動ギヤ15をレーザ溶接によって固定することでバルブシャフトユニット30を容易に製造することができる。 This allows the drive gear 15 including the object to be detected 21 to be manufactured as a part and prepared in advance. Although the object to be detected 21 itself is a small part, having it already be included in the drive gear 15 makes it easier to handle. Then, for example, when assembling the valve device 1, the valve shaft unit 30 can be easily manufactured by fixing the drive gear 15 including the object to be detected 21 by laser welding.

インサート成形加工後の駆動ギヤ15については、一側面(内側面)側にレバー部材33の中心部が露出しているシャフト取付穴37が設けられているとともに、他側面(外側面)側にレバー部材33の露出部38の裏側を露出させる外穴39が設けられている。そして、バルブ装置1の組み立てにおいて、シャフト取付穴37から見えるレバー部材33の露出部38にバルブシャフト10の端部を当接させて、駆動ギヤ15の外側面側から外穴39を通過させてレバー部材33のバルブシャフト10との当接部分の裏側にレーザ光を照射して、レバー部材33とバルブシャフト10とを溶接する。これにより、駆動ギヤ15とバルブシャフト10とを容易に固定することができる。 After insert molding, the drive gear 15 has a shaft mounting hole 37 on one side (inner side) where the center of the lever member 33 is exposed, and an outer hole 39 on the other side (outer side) where the back side of the exposed portion 38 of the lever member 33 is exposed. When assembling the valve device 1, the end of the valve shaft 10 is abutted against the exposed portion 38 of the lever member 33 visible from the shaft mounting hole 37, and laser light is irradiated from the outer side of the drive gear 15 through the outer hole 39 to the back side of the abutting portion of the lever member 33 with the valve shaft 10, welding the lever member 33 and the valve shaft 10. This makes it easy to fix the drive gear 15 and the valve shaft 10 together.

更に、被検出体21は、外穴39の周囲を囲むように中空状になっているので、駆動ギヤ15の外穴39側からレバー部材33とバルブシャフト10との当接部分の裏側にレーザ光を照射する際に、被検出体21の中空部と外穴39を通過させてレーザ光を照射することができる。 Furthermore, the object to be detected 21 is hollow so as to surround the outer hole 39. Therefore, when laser light is irradiated from the outer hole 39 side of the drive gear 15 to the back side of the contact portion between the lever member 33 and the valve shaft 10, the laser light can be irradiated by passing through the hollow portion of the object to be detected 21 and the outer hole 39.

また、バルブシャフト10の端部は円形断面であり、駆動ギヤ15のバルブシャフト10が挿入されるシャフト取付穴37もバルブシャフト10よりも大きな円形であって、バ駆動ギヤ15に対してバルブシャフト10の端部が任意の相対回転位置(回転角度)で挿入可能である。したがって、バルブシャフト10に対する弁体6の回転位置に対して、任意の回転位置で駆動ギヤ15を固定することができる。これにより、1種類の駆動ギヤ15及びバルブシャフト10によって、駆動ギヤ15の取付角度の異なるバルブシャフトユニット30を製造することができる。 The end of the valve shaft 10 has a circular cross section, and the shaft mounting hole 37 into which the valve shaft 10 of the drive gear 15 is inserted is also a circle larger than the valve shaft 10, so that the end of the valve shaft 10 can be inserted at any relative rotational position (rotational angle) with respect to the drive gear 15. Therefore, the drive gear 15 can be fixed at any rotational position with respect to the rotational position of the valve body 6 with respect to the valve shaft 10. This makes it possible to manufacture valve shaft units 30 with different mounting angles for the drive gear 15 using one type of drive gear 15 and valve shaft 10.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、駆動ギヤ15のギヤ部31の形状等、各種部品の詳細な形状は適宜変更してもよい。 This concludes the description of the embodiment, but the aspects of the present invention are not limited to the above embodiment. For example, the detailed shapes of various components, such as the shape of the gear portion 31 of the drive gear 15, may be changed as appropriate.

また上記実施形態では、スロットルバルブに本発明を適用したが、スロットルバルブ以外の各種バルブ装置に本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to a throttle valve, but the present invention can be applied to various valve devices other than a throttle valve.

1 バルブ装置
6 弁体
10 バルブシャフト(シャフト)
15 駆動ギヤ(ギヤ)
20 インダクティブセンサ(非接触センサ)
21 被検出体
30 バルブシャフトユニット
33 レバー部材(支持部材)
37 シャフト取付穴(挿入穴)
38 露出部
39 外穴(露出穴)
1 Valve device 6 Valve body 10 Valve shaft (shaft)
15 Drive gear (gear)
20 Inductive sensor (non-contact sensor)
21: Object to be detected 30: Valve shaft unit 33: Lever member (support member)
37 Shaft mounting hole (insertion hole)
38 Exposed portion 39 Outer hole (exposed hole)

Claims (6)

弁体を駆動する金属製のシャフトの端部に樹脂製で板状のギヤを備えるとともに、前記ギヤに前記シャフトの回転角を検出する非接触センサの被検出体を備えたバルブ装置であって、
前記ギヤは、一側面において少なくとも一部が露出した状態でインサート成形加工によって一体化された金属製の支持部材を有し、
前記被検出体は、前記ギヤの他側面側に前記インサート成形加工によって前記支持部材とともに前記ギヤと一体化され、
前記インサート成形加工後の前記ギヤにおける前記支持部材の露出部と、前記シャフトの端部と、を溶接してシャフトユニットが構成されている
ことを特徴とするバルブ装置。
A valve device comprising a plate-shaped resin gear at an end of a metal shaft that drives a valve body, and a detection target of a non-contact sensor that detects a rotation angle of the shaft is provided on the gear,
The gear has a metal support member that is integrated by insert molding with at least a portion of the metal support member exposed on one side surface,
the detection object is integrated with the gear together with the support member by the insert molding process on the other side surface of the gear,
a shaft unit is formed by welding an exposed portion of the support member of the gear after the insert molding process and an end portion of the shaft.
前記ギヤは、前記支持部材の前記他側面側の少なくとも一部を露出させる露出穴を有し、
前記支持部材の前記露出部と前記シャフトの端部とを当接させて、前記ギヤの前記他側面側から前記露出穴を通過させて前記支持部材の前記シャフトとの当接部分の裏側にレーザ光を照射して、前記支持部材と前記シャフトとが溶接されている
ことを特徴とする請求項1に記載のバルブ装置。
the gear has an exposure hole that exposes at least a part of the other side surface of the support member,
2. The valve device according to claim 1, characterized in that the exposed portion of the support member and an end portion of the shaft are brought into contact with each other, and laser light is irradiated from the other side of the gear through the exposed hole to the back side of the contact portion of the support member with the shaft, thereby welding the support member and the shaft.
前記被検出体は、前記露出穴の周囲を囲むように中空状に形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のバルブ装置。
3. The valve device according to claim 2, wherein the detection object is formed into a hollow shape so as to surround the periphery of the exposure hole.
前記ギヤには、前記シャフトの端部が軸線回りの任意の相対回転位置で挿入可能な挿入穴が備えられている
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバルブ装置。
4. The valve device according to claim 1, wherein the gear has an insertion hole into which the end of the shaft can be inserted at any relative rotation position about the axis.
前記バルブ装置は、内燃機関の吸気量を制御するスロットルバルブである
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバルブ装置。
4. The valve device according to claim 1, wherein the valve device is a throttle valve that controls an intake amount of an internal combustion engine.
前記バルブ装置は、内燃機関の吸気量を制御するスロットルバルブである
ことを特徴とする請求項4に記載のバルブ装置。
5. The valve device according to claim 4, wherein the valve device is a throttle valve for controlling an intake amount of an internal combustion engine.
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